一种用于晶圆烘烤单元的盘盖结构的制作方法

1.本发明属于微电子制造中的光刻领域，具体地说是一种用于晶圆烘烤单元的盘盖结构。


背景技术：

2.随着微电子制造的重要性愈发凸显，光刻工艺作为微电子制造的关键一环，技术不断地创新与发展，对光刻工艺的要求也随之升高。光刻工艺包括涂胶工艺、曝光工艺、显影工艺。随着集成电路特征尺寸的逐步缩小，消除驻波效应的需求越发重要，高挥发量光刻胶的运用也逐渐频繁；而作为影响高挥发量光刻胶均匀性的软烘焙越发重要，软烘焙热盘的温度均匀性直接影响了光刻胶涂层均匀性，盘盖上同时存在进风与排风装置也直接影响了热盘的温度。
3.目前的高挥发量光刻胶热盘盘盖，主要有两种进气结构，一种为盘盖底部缝隙直接进气，另一种为盘盖顶部供气；且针对两种进气方式，都没有对进气温度进行控制，存在低温进气干扰盘面温度现象。另外，进气气流的不稳定也会影响盘面温度的均匀性，进而影响了热板的温度均匀性。


技术实现要素：

4.为了解决现有盘盖进气结构存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于晶圆烘烤单元的盘盖结构。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.本发明包括加热装置、进气排风安装帽、盘盖进气管、盘盖排风管、上层盘盖、下层盘盖及导气稳流装置，其中下层盘盖的上表面安装有导气稳流装置，所述上层盘盖与下层盘盖通过该导气稳流装置相连，并在上层盘盖与下层盘盖之间留有导气通道；所述进气排风安装帽安装于上层盘盖上，该进气排风安装帽上分别开设有相互独立的排风孔及进气通道，所述排风孔延伸至所述下层盘盖的底部，所述进气通道位于排风孔的外围，该进气通道与所述导气通道相连通，由所述进气通道进入的气体通过导气稳流装置整流；所述上层盘盖的上表面安装有加热装置，该加热装置对由所述进气通道进入的气体进行加热；所述盘盖进气管的一端与进气通道相连通，另一端连接气源；所述盘盖排风管的一端与排风孔相连通，另一端连接风机。
7.其中：所述导气稳流装置包括外圈环状孔板及内圈环状孔板，该外圈环状孔板及内圈环状孔板安装于所述下层盘盖的上表面，并分别与所述上层盘盖固接；所述外圈环状孔板及内圈环状孔板的侧壁分别沿圆周方向均匀开设有进气孔。
8.所述外圈环状孔板与内圈环状孔板同心设置，且轴向中心线与所述上层盘盖、下层盘盖的轴向中心线共线。
9.所述外圈环状孔板及内圈环状孔板的上部分别沿圆周方向均匀开设有多个螺栓孔c，所述上层盘盖上开设有多个螺栓孔b，所述上层盘盖通过螺栓分别与外圈环状孔板及
内圈环状孔板固接。
10.所述导气稳流装置为多个导流鳍，各所述导流鳍安装于所述下层盘盖的上表面，并分别与所述上层盘盖固接，相邻导流鳍之间形成所述导气通道。
11.所述导流鳍的延展方向与下层盘盖的直径之间具有夹角，使进气气流呈旋转状态。
12.各所述导流鳍上沿长度方向分别均匀开设有多个螺栓孔d，所述上层盘盖上开设有多个螺栓孔b，所述上层盘盖通过螺栓分别与各导流鳍固接。
13.所述加热装置包括加热压板及加热丝，该加热压板安装于所述上层盘盖上，所述加热压板内部设有加热丝槽，该加热丝槽中容置有加热丝。
14.所述上层盘盖上安装有温度传感器。
15.所述加热装置上安装有过温保护器。
16.本发明的优点与积极效果为：
17.1.本发明对盘盖进行加热，既能有效避免热的挥发物蒸汽在下层盘盖表面冷凝结晶，又能起到加热进气的作用，对进气温度进行预热，进而改善盘面的温度均匀性，避免了低温进气与高温的挥发物蒸汽相遇在热盘腔体内产生结晶，降低热盘受污染的可能，同时延长清洁保养的周期。
18.2.本发明通过导气稳流装置改善进气气流的走向，使进气气流更加平稳。
附图说明
19.图1为本发明的立体结构示意图；
20.图2为本发明的结构主视图；
21.图3为本发明下层盘盖上安装环状孔板的结构剖视图；
22.图4为本发明下层盘盖上安装导流鳍的结构剖视图；
23.图5为本发明下层盘盖及其上安装环状孔板的立体结构示意图；
24.图6为本发明下层盘盖及其上安装环状孔板的结构主视图；
25.图7为本发明下层盘盖及其上安装导流鳍的立体结构示意图；
26.图8为本发明下层盘盖及其上安装导流鳍的结构主视图；
27.其中：1为加热压板，2为进气排风安装帽，3为盘盖进气管，4为过温保护器，5为盘盖排风管，6为温度传感器，7为温度传感器压块，8为上层盘盖，9为外圈环状孔板，10为内圈环状孔板，11为下层盘盖，12为导流鳍，13为排风孔，14为进气通道，15为螺栓孔a，16为中间孔，17为螺栓孔b，18为螺栓孔c，19为进气孔，20为螺栓孔d，21为加热丝槽。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明作进一步详述。
29.如图1、图2所示，本发明包括加热装置、进气排风安装帽2、盘盖进气管3、盘盖排风管5、上层盘盖8、下层盘盖11及导气稳流装置，其中下层盘盖11的上表面安装有导气稳流装置，上层盘盖8与下层盘盖11通过该导气稳流装置相连，并在上层盘盖8与下层盘盖11之间留有导气通道；进气排风安装帽2安装于上层盘盖11上，该进气排风安装帽2上分别开设有相互独立的排风孔13及进气通道14，排风孔13延伸至下层盘盖11的底部，进气通道14位于
排风孔13的外围，该进气通道14与导气通道相连通，由进气通道14进入的气体通过导气稳流装置整流；上层盘盖8的上表面安装有加热装置，该加热装置对由进气通道14进入的气体进行加热；盘盖进气管3的一端与进气通道14相连通，另一端连接气源；盘盖排风管的一端与排风孔相连通，另一端连接风机。
30.如图1～4所示，加热装置从中心的排风孔13向外直至外沿均有分布；本实施例的加热装置包括加热压板1及加热丝，该加热压板1为圆形板，安装于上层盘盖8上，设有中间孔16；加热压板1内部由内至外沿径向设有加热丝槽21，该加热丝槽21中容置有加热丝，加热功率可为500w～1000w；加热丝也可由加热带替换。本实施例的加热压板1上安装有过温保护器4，该过温保护器4为市购产品，购置于honeywel l公司，型号为228—2541。
31.如图1～4所示，本实施例的进气排风安装帽2位于加热压板1的中间孔16的中间、呈圆盘状，内部中间开设有排风孔13，该排风孔13的侧壁依次穿过上层盘盖8、下层盘盖11；进气排风安装帽2上沿圆周方向均匀开设有多个(本实施例为四个)螺栓孔a15，用螺栓固定在上层盘盖8上；进气通道14位于排风孔13与各螺栓孔a15之间。在加热压板1上中间孔16内还设有温度传感器6，该温度传感器6通过温度传感器压块7固定；本实施例的温度传感器6为pt100温度传感器。
32.如图1、图2、图3、图5及图6所示，导气稳流装置包括外圈环状孔板9及内圈环状孔板10，本实施例的外圈环状孔板9及内圈环状孔板10垂直安装于下层盘盖11的上表面，外圈环状孔板9及内圈环状孔板10的上部分别沿圆周方向均匀开设有多个螺栓孔c18，各螺栓孔c18沿轴向开设，上层盘盖8上开设有多个螺栓孔b17，上层盘盖8通过螺栓分别与外圈环状孔板9及内圈环状孔板10固接。外圈环状孔板9与内圈环状孔板10同心设置，且轴向中心线与上层盘盖8、下层盘盖11的轴向中心线共线。外圈环状孔板9及内圈环状孔板10的侧壁分别沿圆周方向均匀开设有进气孔19，本实施例外圈环状孔板9的侧壁开设有上下两排进气孔19，内圈环状孔板10的侧壁也开设有上下两排进气孔19，每排进气孔19均沿圆周方向均匀分布。本实施例内圈环状孔板10上的进气孔直径为0.5～1mm，外圈环状孔板上的进气孔直径为1.5～2mm。气体由盘盖进气管3进入进气排风安装帽2内部，经进气通道14流入内圈环状孔板10内部，再依次由内圈环状孔板10上的进气孔19、外圈环状孔板9上的进气孔19流出。风机通过盘盖排风管5、排风孔13向外排风。
33.如图1、图2、图4、图7及图8所示，导气稳流装置为多个导流鳍12，各导流鳍12安装于下层盘盖11的上表面，各导流鳍12上沿长度方向分别均匀开设有多个螺栓孔d20，各螺栓孔d20沿导流鳍12的厚度方向开设，上层盘盖8上开设有多个螺栓孔b17，上层盘盖8通过螺栓分别与各导流鳍12固接，相邻导流鳍12之间形成导气通道。本实施例的各导流鳍12的延展方向与下层盘盖11的直径之间具有夹角，夹角为5
°
～80
°
，使受热进气气流呈旋转状态，进气流出下层盘盖11时，气流方向不垂直于下层盘盖11的盘面，缓解盘面外圈风速过大问题，避免高速气流对温度均匀性的不利影响；而且有利于下层盘盖11内部形成以中央排风孔13为圆心的涡流，加快高温蒸汽抽吸效率。此种结构的导气稳流装置具有整理稳定气流、减少涡流的作用，且增大下层盘盖11与气体接触面积，加强了对气体的加热作用。每个导流鳍12的两端均与上、下层盘盖8、11中心孔的边缘及外边缘留有间隙。气体由盘盖进气管3进入进气排风安装帽2内部，经进气通道14流入相邻导流鳍12之间的导气通道。风机通过盘盖排风管5、排风孔13向外排风。
34.本实施例的上层盘盖8、下层盘盖11、加热压板1及进气排风安装帽2同轴设置。本实施例的上层盘盖8的材质优选为不锈钢材质，该材质具有较低热导率，可以起到对盘盖保温的作用，控制盘盖温度波动；本实施例的下层盘盖11的材质优选为铝合金，该材质具有良好的导热性，有利于快速地与盘盖进气进行热交换，促使盘盖进气快速升温。
35.本实施例的导流鳍12材质可为金属，优选地采用导热性佳的铝合金，使导流鳍12在起到导流作用的同时，提升气流与下层盘盖11间的热交换效率，使进气快速升温。
36.本实施例的外圈环状孔板9及内圈环状孔板10的材质可为金属，优选地采用导热性能佳的铝合金，使外圈环状孔板9及内圈环状孔板10起到稳流作用的同时，提升气流与盘盖间的热交换效率，促使进气快速升温。
37.本实施例上层盘盖8与下层盘盖11内壁均经过打磨抛光工艺，表面粗糙度为0.4以内，光滑的内表面能有效降低结晶等颗粒物的附着，减小盘内受污染风险。
38.本发明通过对进气的加热及导气稳流装置的设计，改善了盘盖内的温度均匀性，同时降低了盘盖受污染的概率，延长了盘盖清洁周期，减少了设备维护时间，提升了产能。